RU2466364C2 - Method of detecting radiation intensity of gaseous mixture of reaction products using photographic camera, use of said method and apparatus for realising said method - Google Patents

Method of detecting radiation intensity of gaseous mixture of reaction products using photographic camera, use of said method and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2466364C2
RU2466364C2 RU2009137786/28A RU2009137786A RU2466364C2 RU 2466364 C2 RU2466364 C2 RU 2466364C2 RU 2009137786/28 A RU2009137786/28 A RU 2009137786/28A RU 2009137786 A RU2009137786 A RU 2009137786A RU 2466364 C2 RU2466364 C2 RU 2466364C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
value
reaction product
intensity
color
Prior art date
Application number
RU2009137786/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009137786A (en
Inventor
Томас МЕРКЛЯЙН (DE)
Томас МЕРКЛЯЙН
Original Assignee
Томас МЕРКЛЯЙН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томас МЕРКЛЯЙН filed Critical Томас МЕРКЛЯЙН
Publication of RU2009137786A publication Critical patent/RU2009137786A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466364C2 publication Critical patent/RU2466364C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G01J5/602—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature using selective, monochromatic or bandpass filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00—Flame sensors
    • F23N2229/04—Flame sensors sensitive to the colour of flames
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves use of a colour RGB camera to record radiation intensity of a reaction product in the red, green and blue wavelength ranges. A chemiluminescence value is generated from the corresponding blue signal of the colour RGB camera. A Planck radiation value is generated from the corresponding red and/or green signals of the colour RGB camera through comparative pyrometry. The radiation intensity value is generated by comparative pyrometry based on the difference between chemiluminescence value and the corresponding Planck radiation value. The apparatus includes a colour RGB camera connected to a processing unit, having means of determining chemiluminescence values from the blue signal of the colour RGB camera and Planck radiation values from the red and/or green signals of the colour RGB camera by comparative pyrometry, and means of determining radiation intensity based on the difference between chemiluminescence and Planck radiation values.
EFFECT: method which reduces complexity and provides high reliability.
10 cl, 8 dwg

Description

ОПИСАНИЕDESCRIPTION

Изобретение относится к способу детектирования интенсивности излучения, в частности, газообразной смеси продуктов реакции при помощи фотокамер. Изобретение относится также к соответствующему применению данного способа.The invention relates to a method for detecting radiation intensity, in particular, a gaseous mixture of reaction products using cameras. The invention also relates to the corresponding use of this method.

Из немецкого выложенного описания изобретения к неакцептованной заявке DE 197 10 206 A1 известны способ и устройство для анализа продуктов сгорания и контроля пламени в топочном пространстве. Для обеспечения возможности быстрого определения распределения температур и концентрации образующихся в процессе горения продуктов реакции, а также контроля параметров пламени выполняется фотоснимок пламени и исходя из локальной разрешающей интенсивности снимка для, по меньшей мере, одной заданной спектральной области производится определение объемного распределения значений характеризующего процесс горения параметра. Оптическая система устройства включает линзу для контроля пламени и три последовательно установленных лучевых делителя. Воспринимаемый линзой пучок лучей через лучевые делители разделяется на четыре спектральные области и направляется на датчик ПЗС изображений.From the German laid-out description of the invention to the unapproved application DE 197 10 206 A1, a method and apparatus for analyzing combustion products and flame control in a furnace space are known. To enable the rapid determination of the temperature distribution and concentration of reaction products formed during the combustion process, as well as the control of flame parameters, a flame photograph is taken and, based on the local resolving intensity of the image, for at least one given spectral region, the volume distribution of the values characterizing the combustion process is determined . The optical system of the device includes a lens for flame control and three sequentially installed beam splitters. The beam of rays perceived by the lens through the beam dividers is divided into four spectral regions and sent to the CCD image sensor.

Из описания изобретения к европейской заявке на патент ЕР 1 091 175 В1 известны способ и соответствующее устройство для определения избытка воздуха в процессе горения, которые предназначены для определения количества образующихся в процессе горения продуктов реакции CN и CO. Затем соотношение этих величин используется в качестве значения, определяющего избыток воздуха на горение. Для определения интенсивности излучения используются, по меньшей мере, четыре специальные камеры.From the description of the invention to the European patent application EP 1 091 175 B1, a method and a corresponding device for determining excess air during combustion are known, which are intended to determine the amount of reaction products CN and CO formed during combustion. Then the ratio of these values is used as a value that determines the excess air for combustion. At least four special cameras are used to determine the radiation intensity.

В случае использования известных на настоящее время способа и устройства возникает проблема, заключающаяся в том, что во избежание погрешности изображения между различными по спектрам зонами контроля система камер должна быть согласована с максимально возможной точностью, практически на уровне одного пикселя. При этом следует дополнительно учитывать эффект термического расширения и воздействующую на оптическую систему механическую вибрацию. Вследствие этого, такого рода оптические системы должны иметь жесткую и устойчивую конструкцию, что обусловливает их высокую стоимость.In the case of using the currently known method and device, the problem arises that, in order to avoid image error between the different spectral control zones, the camera system should be matched with the highest possible accuracy, practically at the level of one pixel. In this case, the effect of thermal expansion and the mechanical vibration acting on the optical system should be additionally taken into account. As a result of this, such optical systems must have a rigid and stable design, which makes them expensive.

Другим недостатком является необходимость длительной механической юстировки такого рода оптической системы. Кроме того, эти системы требуют частого проведения работ по техническому обслуживанию.Another disadvantage is the need for prolonged mechanical alignment of this kind of optical system. In addition, these systems require frequent maintenance work.

Еще одним существенным недостатком является то, что для получения четкого временного согласования соответствующих сигналов яркости фотокамер для различных разделенных областей значений длины волны необходима взаимная синхронизация фотокамер по времени. Это обусловливает необходимость выполнения дорогостоящих измерительных операций.Another significant drawback is that in order to obtain a clear temporal agreement of the corresponding camera brightness signals for different divided regions of the wavelength values, the cameras must be synchronized in time. This necessitates the implementation of expensive measuring operations.

Исходя из рассмотренного выше состояния техники в данной области задачей данного изобретения является разработка не требующего высоких затрат способа определения интенсивности излучения при помощи камер.Based on the above state of the art in this field, the objective of the present invention is to develop a low-cost method for determining the radiation intensity using cameras.

В задачу данного изобретения входит также разработка приемлемого метода использования предлагаемого, согласно изобретению, способа.The objective of the invention also includes the development of an acceptable method of using the proposed, according to the invention, method.

И, наконец, в задачу данного изобретения входит также разработка соответствующего устройства, которое характеризуется невысокой степенью сложности и, одновременно, высокой надежностью.And finally, the objective of the invention also includes the development of an appropriate device, which is characterized by a low degree of complexity and, at the same time, high reliability.

Поставленная задача решена при помощи способа, отличительные признаки которого приведены в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты предлагаемого, согласно изобретению, способа приведены в зависимых пп.2-5 формулы изобретения. В пп.6 и 7 формулы изобретения приведены предпочтительные варианты использования предлагаемого, согласно изобретению, способа. В п.8 формулы изобретения приведены признаки устройства для осуществления предлагаемого, согласно изобретению, способа. В пп.9 и 10 формулы изобретения приведены признаки предпочтительных форм исполнения устройства.The problem is solved using the method, the distinguishing features of which are given in paragraph 1 of the claims. Preferred options proposed according to the invention, the method are given in dependent claims 2-5 of the claims. In claims 6 and 7 of the claims, preferred uses of the method according to the invention are given. Paragraph 8 of the claims provides features of a device for implementing the method according to the invention. In paragraphs 9 and 10 of the claims are signs of preferred forms of execution of the device.

Согласно первому аспекту изобретения предусмотрен способ определения интенсивности излучения продукта химической реакции, в частности газообразного продукта реакции, при помощи камеры, при этом исходя из разности между значением хемилюминесценции и соответствующим значением излучения Планка формируется значение интенсивности излучения методом сравнительной пирометрии, отличающийся тем, чтоAccording to a first aspect of the invention, there is provided a method for determining the radiation intensity of a chemical reaction product, in particular a gaseous reaction product, using a camera, and based on the difference between the chemiluminescence value and the corresponding Planck radiation value, a radiation intensity value is formed by comparative pyrometry, characterized in that

- предусматривается цветная RGB-камера для регистрации интенсивности излучения продукта реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,- provides a color RGB camera for recording the intensity of the radiation of the reaction product in the red, green and blue ranges of wavelengths,

- из соответствующего синего сигнала цветной RGB-камеры формируется значение хемилюминесценции,- from the corresponding blue signal of the color RGB camera, the chemiluminescence value is formed,

- из соответствующих красного и/или зеленого сигналов цветной RGB-камеры методом сравнительной пирометрии формируется значение излучения Планка.- the Planck radiation value is formed from the corresponding red and / or green signals of the color RGB camera by comparative pyrometry.

При этом перед соответствующей цветной RGB-фотокамерой (8) установлен оптический заграждающий фильтр (9) с задаваемым диапазоном пропускания значений длины волны для характерной спектральной линии соответствующего продукта реакции.In this case, an optical blocking filter (9) is installed in front of the corresponding RGB color camera (8) with a specified transmission range of the wavelength values for the characteristic spectral line of the corresponding reaction product.

Кроме того, источник света (50) направлен на продукт реакции, подлежащий определению относительно его интенсивности излучения для того, чтобы оптически инициировать испускание характерного спектра излучения.In addition, the light source (50) is aimed at the reaction product to be determined relative to its radiation intensity in order to optically initiate the emission of a characteristic radiation spectrum.

Кроме того, определению относительно его интенсивности излучения продукт реакции образуется в ходе высокотемпературного процесса и/или уже имеется и что данный продукт реакции излучает, преимущественно, в диапазонах значений длины волны от синего до фиолетового характерного для него спектра излучения.In addition, to the determination of its radiation intensity, the reaction product is formed during the high-temperature process and / or already exists, and that the given reaction product emits mainly in the wavelength ranges from blue to violet characteristic radiation spectrum.

Согласно дополнительному аспекту изобретения дополнительно предусмотрены две цветные RGB-камеры для регистрации интенсивности излучения образующихся в процессе горения продуктов химической реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,According to an additional aspect of the invention, two color RGB cameras are additionally provided for detecting the radiation intensity of the products of the chemical reaction CN and CO generated during combustion in the red, green and blue ranges of wavelengths,

- что из соответствующего синего сигнала обеих цветных RGB-камер формируется значение хемилюминесценции продукта реакции CN и значение хемилюминесценции продукта реакции СО,- that from the corresponding blue signal of both color RGB cameras, the chemiluminescence value of the reaction product CN and the chemiluminescence value of the reaction product CO are formed,

- что из соответствующих красного и зеленого сигналов обеих цветных RGB-камер методом сравнительной пирометрии формируется значение излучения Планка,- that from the corresponding red and green signals of both color RGB cameras, the Planck radiation value is formed by comparative pyrometry,

- что исходя из разности между значениями хемилюминесценции и соответствующими значениями излучения Планка формируется значение интенсивности образования CN - К (CN) и значение интенсивности образования СО - К (СО),- that based on the difference between the values of chemiluminescence and the corresponding values of Planck radiation, the formation intensity value CN - K (CN) and the formation intensity value CO - K (СО) are formed,

- что исходя из соотношения К (CN) / К (СО) определенных значений интенсивности образования К (CN) и К (СО) формируется значение регулируемого параметра, характеризующего избыток воздуха в процессе горения топлива.- that based on the ratio K (CN) / K (CO) of certain values of the intensity of formation of K (CN) and K (CO), a value of an adjustable parameter is formed that characterizes the excess of air during the combustion of the fuel.

Кроме того, согласно второму аспекту изобретения раскрывается применение способа для определения, по меньшей мере, интенсивности образования (К) соответствующего продукта химической реакции в процессе сжигания на одной или более из: электростанций, установках по сжиганию мусора, промышленных печах, бытовых топочных агрегатах или силовых установках транспортных средств, таких как автомобили, рельсовые транспортные средства, корабли или самолеты.In addition, according to a second aspect of the invention, the use of a method for determining at least the rate of formation (K) of a corresponding chemical reaction product during combustion at one or more of: power plants, waste incinerators, industrial furnaces, domestic furnace units or power plants is disclosed vehicle installations such as automobiles, rail vehicles, ships or aircraft.

Согласно третьему аспекту изобретения раскрывается применение способа для определения, по меньшей мере, количества соответствующего продукта реакции в процессе сжигания в одной или более из: домнах металлургической промышленности, диффузионных печах для промышленности производства полупроводников, в печах для закалки и спекания металлов.According to a third aspect of the invention, there is disclosed the use of a method for determining at least the amount of a corresponding reaction product during a combustion process in one or more of: blast furnaces of the metallurgical industry, diffusion furnaces for the semiconductor industry, and furnaces for hardening and sintering of metals.

Согласно четвертому аспекту изобретения раскрывается устройство определения интенсивности излучения продукта химической реакции, в частности газообразного продукта реакции, при помощи камеры, содержащее блок обработки, имеющий средства для формирования интенсивности излучения продукта реакции, исходя из разности между значением хемилюминесценции и соответствующим значением излучения Планка методом сравнительной пирометрии, отличающееся тем,According to a fourth aspect of the invention, there is disclosed a device for determining the radiation intensity of a chemical reaction product, in particular a gaseous reaction product, using a camera containing a processing unit having means for generating a radiation intensity of a reaction product based on the difference between the chemiluminescence value and the corresponding Planck radiation value by comparative pyrometry characterized in that

- что устройство оснащено цветной RGB-камерой для регистрации интенсивности излучения продукта реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,- that the device is equipped with a color RGB camera for recording the intensity of the radiation of the reaction product in the red, green and blue ranges of wavelengths,

- что блок обработки сигнальной линией и/или линией данных соединен с соответствующей цветной RGB-камерой и дополнительно включает средства для формирования значения хемилюминесценции соответствующего продукта реакции исходя из соответствующего синего сигнала цветной RGB-камеры, средства для формирования значения температуры Планка из соответствующих красного и/или зеленого сигналов цветной RGB-камеры методом сравнительной пирометрии.- that the processing unit by the signal line and / or data line is connected to the corresponding RGB color camera and further includes means for generating a chemiluminescence value of the corresponding reaction product based on the corresponding blue signal of the RGB color camera, means for generating the Planck temperature value from the corresponding red and / or green signals of a color RGB camera using comparative pyrometry.

Кроме того, устройство дополнительно включает две цветные RGB-камеры для регистрации интенсивности излучения образующихся в процессе сжигания химических продуктов реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,In addition, the device additionally includes two color RGB cameras for recording the intensity of radiation generated during the combustion of chemical products of the reaction of CN and CO in the red, green and blue ranges of wavelengths,

- что блок обработки включает средства для определения значения хемилюминесценции продуктов реакции CN и СО исходя из соответствующих синих сигналов обеих цветных RGB-фотокамер, средства для формирования значения излучения Планка из соответствующих красного и/или зеленого сигналов обеих цветных RGB-камер методом сравнительной пирометрии, технические средства для формирования величины интенсивности образования CN - К (CN) и величины интенсивности образования СО - К (СО), исходя из разности между значениями хемилюминесценции и соответствующими значениями излучения Планка, и средства для формирования регулируемого параметра, который определяет избыток воздуха в процессе сжигания исходя из соотношения К (CN) / К (СО) определенных значений интенсивности образования К (CN) и К (СО).- that the processing unit includes means for determining the chemiluminescence value of the reaction products CN and CO based on the corresponding blue signals of both color RGB cameras, means for generating the Planck radiation value from the corresponding red and / or green signals of both color RGB cameras by comparative pyrometry, technical means for forming the magnitude of the intensity of formation of CN - K (CN) and the magnitude of the intensity of formation of CO - K (CO), based on the difference between the values of chemiluminescence and the corresponding and Planck radiation values, and means for forming an adjustable parameter that determines the excess air during combustion based on the K (CN) / K (CO) ratio of certain values of the formation intensity K (CN) and K (CO).

А также устройство дополнительно содержит определенное число лучевых делителей, перед которыми установлены по меньшей мере две цветные RGB-камеры, при этом число лучевых делителей на 1 меньше числа цветные RGB-камер.And also the device additionally contains a certain number of beam dividers in front of which at least two color RGB cameras are installed, while the number of beam dividers is 1 less than the number of color RGB cameras.

Таким образом согласно заявленному изобретению для детектирования или определения интенсивности излучения продуктов химической реакции в красном, зеленом и синем диапазонах длины волны предусмотрена камера (фотокамера или кинокамера) типа RGB. Из соответствующего синего сигнала цветной RGB-камеры формируется значение излучения с полосовым спектром соответствующего продукта реакции. Из соответствующих красного и/или зеленого сигналов цветной RGB-камеры методом пирометрии или сравнительной пирометрии формируется значение теплового излучения. Другими словами, по соответствующим красному и зеленому сигналам методом пирометрии определяется значение теплового (температурного) излучения. В качестве альтернативы тепловое излучение по соответствующим красному и зеленому сигналам определяется методом сравнительной пирометрии. Благодаря определению соотношения красного и зеленого сигналов последний метод является более точным по сравнению с методом раздельного измерения красного и зеленого сигналов. Затем, исходя из разности между значением излучения с полосовым спектром и соответствующим значением теплового излучения формируется интенсивность испускания для интенсивности излучения соответствующего продукта реакции. При помощи одновременного измерения методом пирометрии может быть определено и скомпенсировано собственное значение теплового излучения соответствующего продукта реакции.Thus, according to the claimed invention, a camera (camera or movie camera) of the RGB type is provided for detecting or determining the radiation intensity of chemical reaction products in the red, green and blue wavelength ranges. From the corresponding blue signal of the color RGB camera, a radiation value is formed with the band spectrum of the corresponding reaction product. From the corresponding red and / or green signals of a color RGB camera, the value of thermal radiation is formed by pyrometry or comparative pyrometry. In other words, the corresponding red and green signals are used to determine the value of thermal (temperature) radiation using the pyrometry method. As an alternative, thermal radiation from the corresponding red and green signals is determined by comparative pyrometry. By determining the ratio of red and green signals, the latter method is more accurate than the method of separately measuring red and green signals. Then, based on the difference between the emission value with the band spectrum and the corresponding value of the thermal radiation, the emission intensity for the radiation intensity of the corresponding reaction product is formed. Using simultaneous pyrometry measurements, the eigenvalue of the thermal radiation of the corresponding reaction product can be determined and compensated.

В предлагаемом, согласно изобретению, способе обозначение цветов соответствует оптической способности восприятия цветов человека. В случае химических продуктов реакции речь идет, например, о газообразных радикалах, таких как, например, радикалы СО-, С2-, СН-, СНОН-, СНО-, CN-, NH-, ОН- и O2-, которые обычно образуются при высокотемпературных процессах с уровнем температур свыше 1000°С при сжигании углеводородов. Продукты реакции могут также содержать элементарные газы, такие как O2, N2 или инертные газы, которые при протекании высокотемпературных процессов выделяются из материалов и веществ или добавляются в ходе протекания высокотемпературного процесса.In the proposed, according to the invention, the method of designating colors corresponds to the optical ability to perceive the colors of a person. In the case of chemical reaction products, we are talking, for example, of gaseous radicals, such as, for example, the radicals CO-, C 2 -, CH-, CHOH-, CHO-, CN-, NH-, OH- and O 2 -, which usually formed during high-temperature processes with temperatures above 1000 ° C during the combustion of hydrocarbons. The reaction products may also contain elemental gases, such as O 2 , N 2 or inert gases, which during the high-temperature processes are released from materials and substances or added during the high-temperature process.

Основополагающий принцип данного изобретения заключается в использовании цветной RGB-камеры вместо нескольких черно-белых камер. Такая цветная камера регистрирует необходимые для определения интенсивности излучения продуктов реакции различные области длины волны.The fundamental principle of this invention is to use a color RGB camera instead of several black and white cameras. Such a color camera registers various regions of the wavelength necessary for determining the radiation intensity of the reaction products.

Благодаря этому число необходимых для измерения систем камер сокращается на две единицы. Другими словами, для контроля величины излучения продуктов химической реакции требуется только лишь цветная камера типа RGB. В отличие от приведенных выше технических решений, вместо четырех черно-белых камер требуются только две цветные RGB-камеры. Благодаря этому предлагаемое, согласно изобретению, устройство отличается значительно более простой конструкцией. Так как стоимость цветной RGB-камеры лишь незначительно превышает стоимость черно-белой камеры с такой же разрешающей способностью и чувствительностью, обеспечивается значительное снижение стоимости предлагаемого, согласно изобретению, устройства. При этом значительно снижаются также расходы на охлаждение камер и потребляемая электрическая мощность.Thanks to this, the number of camera systems needed for measuring is reduced by two units. In other words, to control the magnitude of the radiation of the products of a chemical reaction, only a RGB color camera is required. In contrast to the above technical solutions, instead of four black and white cameras, only two color RGB cameras are required. Due to this, the proposed, according to the invention, the device has a much simpler design. Since the cost of a color RGB camera is only slightly higher than the cost of a black and white camera with the same resolution and sensitivity, a significant reduction in the cost of the device according to the invention is provided. At the same time, the costs for cooling the chambers and the consumed electric power are also significantly reduced.

Кроме того, уменьшается число необходимых лучевых делителей. Так, например, для определения интенсивности излучения одного единственного химического продукта реакции вообще не требуется лучевой распределитель. В общем необходимое число лучевых распределителей на 1 меньше числа подлежащих определению значений интенсивности излучения. По сравнению с этим, число необходимых известных устройств, согласно существующему на настоящее время уровню техники, повышается на 1.In addition, the number of required beam splitters is reduced. So, for example, to determine the radiation intensity of a single chemical reaction product, a beam distributor is not required at all. In general, the required number of beam distributors is 1 less than the number of radiation intensities to be determined. In comparison, the number of necessary known devices, according to the current level of technology, is increased by 1.

Другое существенное преимущество заключается в том, что большое число цветовых пикселей RGB на чипе цветового датчика цветной RGB-камеры заранее взаимно согласовано по месту и времени и уже перед практическим использованием идеально настроено. Благодаря этому исключаются расходы на механическую юстировку для оптической настройки системы камер, а также на измерения для синхронизации во времени сигналов яркости для каждого диапазона длины волны.Another significant advantage is that a large number of RGB color pixels on the color sensor chip of an RGB color camera are mutually agreed upon in advance in time and place and are perfectly tuned before practical use. This eliminates the cost of mechanical alignment for the optical tuning of the camera system, as well as measurements for timing the luminance signals for each wavelength range.

Обычно цветовой пиксель RGB состоит из трех подпикселей или субпикселей, при этом имеется подпиксель для красного, зеленого и синего цветов. В качестве альтернативы на один пиксель RGB может приходиться четыре подпикселя, а именно один красный, два зеленых и один синий подпиксели. Следовательно, три подпикселя размещаются на одном уровне разрешения внутри одного цветового пикселя. Одновременно считывание соответствующего подпикселя RGB цветового датчика, в случае, например, цветового датчика ПЗС (для системы прибор с зарядовой связью) или в случае цветового датчика МОП (для системы металл-окисел-полупроводник) производится одновременно и, следовательно, синхронно, будь то построчно или по изображениям.Typically, an RGB color pixel consists of three sub-pixels or sub-pixels, with a sub-pixel for red, green, and blue. Alternatively, there may be four subpixels per RGB pixel, namely one red, two green and one blue subpixel. Therefore, three subpixels are placed at the same resolution level inside one color pixel. At the same time, the corresponding RGB subpixel of the color sensor is read, in the case of, for example, a CCD color sensor (for a charge-coupled device system) or in the case of a MOS color sensor (for a metal-oxide-semiconductor system) simultaneously and, therefore, synchronously, whether line by line or by images.

Согласно одному из вариантов предлагаемого, согласно изобретению, способа перед соответствующей цветной RGB-камерой установлен оптический заграждающий фильтр с задаваемой пропускаемой областью длины волны для характерной спектральной линии соответствующего продукта реакции. Благодаря этому обеспечивается особо высокая селективность в отношении излучения определенного химического продукта реакции. Обычно такой заграждающий фильтр имеет пропускной диапазон длины волны в пределах от 5 до 20 нм. Так, например, удельный диапазон частот одной из спектральных линий для СО (оксид углерода) лежит в диапазоне от 445 до 455 нм, а для продукта реакции CN (цианид) - в диапазоне от 430 до 440 нм (см. также фиг.3).According to one of the variants of the method according to the invention, in front of the corresponding RGB color camera, an optical blocking filter with a predetermined transmission region of the wavelength for a characteristic spectral line of the corresponding reaction product is installed. This ensures a particularly high selectivity with respect to the radiation of a specific chemical reaction product. Typically, such a barrier filter has a wavelength bandwidth in the range of 5 to 20 nm. So, for example, the specific frequency range of one of the spectral lines for CO (carbon monoxide) lies in the range from 445 to 455 nm, and for the reaction product CN (cyanide) lies in the range from 430 to 440 nm (see also FIG. 3) .

На такого рода заграждающий фильтр может попадать более 90% объема излучения, при этом в зону фильтрации попадает незначительный объем, в частности только максимум 1% имеющего место излучения. Кроме того, для отфильтровывания большей части теплового излучения перед заграждающими фильтрами может быть установлен ИК-фильтр, то есть, инфракрасный фильтр. Оба эти фильтра могут быть совмещены в одном заграждающем фильтре.More than 90% of the radiation volume can fall on such a blocking filter, while an insignificant volume falls into the filtration zone, in particular, only a maximum of 1% of the radiation taking place. In addition, an IR filter, that is, an infrared filter, can be installed in front of the barrier filters to filter out most of the thermal radiation. Both of these filters can be combined in one blocking filter.

Согласно заявленному способу на подлежащий определению интенсивности излучения продукт реакции может быть направлен источник света, чтобы оптически инициировать характерный спектр излучения данного продукта реакции. Источник света излучает, преимущественно, сфокусированный световой луч. Источник света испускает, в частности, свет с длиной волны менее 500 нм, например 250 нм. Таким образом, испускаемый свет лежит в диапазоне значений длины волны, которые проходят от синего через фиолетовый до ультрафиолетового цвета.According to the claimed method, a light source can be directed at the radiation product to be determined, in order to optically initiate a characteristic radiation spectrum of the given reaction product. A light source emits mainly a focused light beam. The light source emits, in particular, light with a wavelength of less than 500 nm, for example 250 nm. Thus, the light emitted lies in the range of wavelengths that pass from blue through violet to ultraviolet.

Согласно еще одному варианту предлагаемого, согласно изобретению, способа подлежащий определению интенсивности излучения продукт реакции образуется в ходе высокотемпературного процесса и/или уже присутствует в зоне реакции. При этом данный продукт реакции излучает преимущественно в диапазоне значений длины волны от синего до фиолетового характерного для него спектра излучения. Именно в этом диапазоне значений длины волны излучают химические продукты реакции, в частности радикалы и оптически инициируемые газы, излучаемый спектр которых в форме спектральных линий обладает люминесцентными свойствами. Под люминесценцией подразумевается излучение света, которое имеет нетермическое происхождение. Для определения интенсивности излучения рассматриваются и отфильтровываются, в частности, только диапазоны частот спектральных линий соответствующего контролируемого продукта реакции, при которых остальные, имеющиеся в наличии, продукты реакции не имеют характерных спектральных линий.According to another variant of the proposed, according to the invention, the method to be determined by the radiation intensity of the reaction product is formed during the high-temperature process and / or is already present in the reaction zone. At the same time, this reaction product emits mainly in the range of wavelengths from blue to violet characteristic radiation spectrum. It is in this wavelength range that the chemical reaction products, in particular radicals and optically initiated gases, emit the spectrum of which in the form of spectral lines has luminescent properties. Luminescence refers to the emission of light, which has a non-thermal origin. To determine the radiation intensity, only the frequency ranges of the spectral lines of the corresponding controlled reaction product are considered and filtered, in particular, the remaining available reaction products do not have characteristic spectral lines.

Согласно еще одному варианту предлагаемого, согласно изобретению, способа предусмотрено использование двух цветных RGB-камер для регистрации (определения) интенсивности излучения образующихся в процесс горения химических продуктов реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны. Согласно изобретению из соответствующего синего сигнала обеих цветных RGB-камер формируется значение излучения с полосовым спектром продукта реакции CN и значение излучения с полосовым спектром продукта реакции СО. Методом сравнительной пирометрии из соответствующих красного и зеленого сигналов обеих цветных RGB-фотокамер формируется соответствующее значение теплового (температурного) излучения. Затем, исходя из разности между значением излучения с полосовым спектром и соответствующим значением теплового излучения определяется степень образования CN и СО. В заключение, исходя из соотношения K(CN) / К (СО) определенных ранее значений интенсивности образования этих продуктов реакции формируется регулируемый параметр, определяющий избыток воздуха при процессе горения.According to another variant of the proposed, according to the invention, the method provides for the use of two color RGB cameras for recording (determining) the radiation intensity of the chemical products of the CN and CO reaction formed in the combustion process in the red, green and blue wavelength ranges. According to the invention, a radiation value with a strip spectrum of the reaction product CN and a radiation value with a strip spectrum of the reaction product CO are formed from the corresponding blue signal of both color RGB cameras. By the method of comparative pyrometry, the corresponding value of thermal (temperature) radiation is formed from the corresponding red and green signals of both color RGB cameras. Then, based on the difference between the value of the emission with a strip spectrum and the corresponding value of thermal radiation, the degree of formation of CN and CO is determined. In conclusion, based on the K (CN) / K (CO) ratio of the previously determined values of the formation intensity of these reaction products, an adjustable parameter is formed that determines the excess air during the combustion process.

Благодаря этому обеспечивается возможность регулируемого и оптимального сжигания топлива на основе углеводородов, такого как уголь, жидкое топливо или природный газ, при котором в зависимости от определенного значения регулируемого параметра производится управление подачей воздуха и/или подачей вспомогательных веществ типа присадок.This makes it possible to regulate and optimally burn hydrocarbon-based fuels such as coal, liquid fuels or natural gas, in which, depending on a certain value of the controlled parameter, the air supply and / or the supply of auxiliary substances such as additives are controlled.

Предлагаемый, согласно изобретению, способ может использоваться, предпочтительно, для определения, по меньшей мере, степени образования определенного продукта химической реакции в процессах сжигания на одной или более из: электростанций, установках для сжигания мусора, промышленных печах или в бытовых топочных агрегатах, предназначенных, в частности, для выработки тепловой энергии. В случае продуктов реакции речь идет, например, о радикалах СО-, С2-, СН-, СНОН-, СНО-, CN- или NH-, которые образуются в топочном пространстве в результате сгорания углеводородов.Proposed according to the invention, the method can be used, preferably, to determine at least the degree of formation of a particular chemical reaction product in combustion processes at one or more of: power plants, waste incinerators, industrial furnaces, or in domestic furnace units intended in particular, to generate thermal energy. In the case of reaction products, we are talking, for example, of the radicals СО-, С 2 -, СН-, СНОН-, СНО-, CN-, or NH-, which are formed in the combustion chamber as a result of hydrocarbon combustion.

Предлагаемый, согласно изобретению, способ может быть также использован применительно к одному или более: двигателям внутреннего сгорания и силовым установкам транспортных средств, таких как автомобили, рельсовые транспортные средства, корабли или самолеты. Так, например, при помощи предназначенного для осуществления предлагаемого, согласно изобретению, способа устройства можно контролировать процесс сжигания топлива внутри объема цилиндра бензиновых и дизельных двигателей. Для этого в соответствующем цилиндре может быть предусмотрено сквозное отверстие, через которое может производиться оптический контроль образующегося в процессе горения топлива пламени. Затем, в зависимости от определенной степени образования продуктов горения, в частности CN и СО, производится регулировка процесса сжигания топлива. Отдельные этапы предлагаемого, согласно изобретению, способа выполняются на микропроцессорном блоке обработки системы управления работой двигателя, посредством которого производится также регулировка подачи воздуха и топлива. На цилиндре двигателя аналогично свечам зажигания, путем, например, ввинчивания, могут быть установлены одно или несколько устройств для осуществления предлагаемого, согласно изобретению, способа. В заключенное, преимущественно, в кожух такого рода устройство с обеспечением герметичности относительно рабочего объема цилиндра могут быть встроены датчики RGB с предварительно установленным заграждающим фильтром для соответствующего продукта реакции. При этом блок обработки в качестве элемента предлагаемого устройства встраивается, предпочтительно, в систему управления работой двигателя. Наряду с двигателями внутреннего сгорания при помощи предлагаемого, согласно изобретению, способа может производиться контроль процесса сжигания топлива в турбинах, например, в турбинах, работающих на керосине и газе. В этом случае описанное выше устройство устанавливается в зоне камеры сгорания турбины.Proposed, according to the invention, the method can also be used in relation to one or more: internal combustion engines and power plants of vehicles, such as cars, rail vehicles, ships or aircraft. So, for example, using the device method intended for the implementation of the invention, it is possible to control the process of burning fuel within the cylinder volume of gasoline and diesel engines. For this purpose, a through hole can be provided in the corresponding cylinder through which optical control of the flame generated during the combustion process can be carried out. Then, depending on a certain degree of formation of combustion products, in particular CN and CO, the fuel combustion process is adjusted. The individual steps of the method according to the invention are carried out on the microprocessor processing unit of the engine operation control system, by which the air and fuel supply are also adjusted. On the engine cylinder, like spark plugs, by, for example, screwing in, one or more devices can be installed for implementing the method according to the invention. RGB sensors with a pre-installed blocking filter for the corresponding reaction product can be integrated into a device of this kind, which is enclosed mainly in a casing of this kind, ensuring tightness with respect to the cylinder working volume. In this case, the processing unit as an element of the proposed device is integrated, preferably, into the engine operation control system. Along with internal combustion engines using the proposed, according to the invention, the method can be controlled by the process of burning fuel in turbines, for example, in turbines operating on kerosene and gas. In this case, the device described above is installed in the area of the combustion chamber of the turbine.

Кроме того, предлагаемый, согласно изобретению, способ может использоваться для определения, по меньшей мере, количества образующихся в процесс горения топлива продуктов в доменных мечах металлургической промышленности, в диффузионных печах для промышленности производства полупроводников или в технологических печах для закалки и спекания металлов. В этом случае образующиеся в топочной камере и диффундирующие наружу вещества, например при закалке методом азотирования, могут контролироваться оптическим путем. В зависимости от определяемого количества этих веществ регулирование процесса может производиться при помощи соответствующего вычислительного устройства для управления технологическим процессом. В случае такого рода процессов сжигания топлива, подлежащие контролю продукты реакции могут оптически инициироваться при помощи источника света, например при помощи ультрафиолетового лазера.In addition, the method according to the invention can be used to determine at least the amount of products formed in the fuel combustion process in blast swords of the metallurgical industry, in diffusion furnaces for the semiconductor industry, or in technological furnaces for hardening and sintering of metals. In this case, substances formed in the combustion chamber and diffusing outward, for example, during quenching by nitriding, can be controlled optically. Depending on the determined amount of these substances, process control can be carried out using an appropriate computing device for controlling the process. In the case of these types of fuel combustion processes, the reaction products to be controlled can be optically initiated with a light source, for example with an ultraviolet laser.

Соответствующим образом может также производиться контроль количества подаваемых в процессе сжигания веществ, таких, например, как легирующие добавки при производстве полупроводников - индий, галлий, арсенид или фосфор, при этом при помощи одновременно производимого измерения методом пирометрии производится измерение и компенсация собственного термического излучения. За счет этого обеспечивается возможность контролируемого и оптимального регулирования концентрации присутствующих в топочной камере соответственных легирующих веществ.Correspondingly, the amount of substances supplied during the combustion process, such as, for example, dopants in the production of semiconductors such as indium, gallium, arsenide, or phosphorus, can also be monitored, while using its own pyrometric measurement, the thermal radiation is measured and compensated. This ensures the possibility of a controlled and optimal regulation of the concentration of the corresponding alloying substances present in the combustion chamber.

Поставленная задача данного изобретения решена также за счет разработки устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого, согласно изобретению, способа. Такое устройство включает цветную RGB-камеру для определения интенсивности излучения продуктов реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны. Кроме того, оно содержит соединенную с соответствующей цветной RGB-камерой линию передачи сигналов и/или данных (технических параметров) в блок обработки.The task of the present invention is also solved by developing a device designed to implement the proposed, according to the invention, method. Such a device includes a color RGB camera to determine the radiation intensity of the reaction products in the red, green, and blue wavelength ranges. In addition, it contains a line for transmitting signals and / or data (technical parameters) to a processing unit connected to a corresponding RGB color camera.

Выполненный, преимущественно на базе микропроцессоров, блок обработки включает технические средства для определения значения излучения с полосовым спектром определенного продукта реакции по соответствующему синему сигналу цветной RGB-камеры. Кроме того, это устройство включает технические средства для формирования значения теплового (температурного) излучения на основании соответствующих красного и зеленого сигналов цветной RGB-фотокамеры методом сравнительной пирометрии. И, наконец, устройство содержит технические средства для формирования значения соответствующей интенсивности излучения определенного продукта реакции исходя из разности между значением излучения с полосовым спектром и соответствующим значением теплового излучения.Performed mainly on the basis of microprocessors, the processing unit includes technical means for determining the radiation value with a band spectrum of a specific reaction product from the corresponding blue signal of a color RGB camera. In addition, this device includes technical means for generating the value of thermal (temperature) radiation based on the corresponding red and green signals of a color RGB camera by comparative pyrometry. And finally, the device contains technical means for generating the value of the corresponding radiation intensity of a specific reaction product based on the difference between the radiation value with a band spectrum and the corresponding value of thermal radiation.

Предлагаемое, согласно изобретению, устройство содержит определенное число лучевых делителей, которые установлены по меньшей мере перед двумя цветными RGB-фотокамерами, причем число лучевых делителей на 1 меньше числа цветных RGB-камер.Proposed according to the invention, the device contains a certain number of beam dividers that are installed in front of at least two color RGB cameras, and the number of beam dividers is 1 less than the number of color RGB cameras.

Более детально сущность предлагаемого изобретения поясняется ниже на примере фигур, на которых представлены:In more detail, the essence of the invention is illustrated below by the example of the figures in which are presented:

- фиг.1 - известное устройство для определения избытка воздуха на процесс сжигания топлива;- figure 1 - a known device for determining the excess air in the process of burning fuel;

- фиг.2 - схема известного устройства для контроля процесса горения в топочном пространстве;- figure 2 - diagram of a known device for controlling the combustion process in the furnace space;

- фиг.3 - пример спектров излучения пламени при горении углеводородов;- figure 3 is an example of a radiation spectrum of a flame during the combustion of hydrocarbons;

фиг.4 - схема предлагаемого, согласно изобретению, устройства, оснащенного только одной камерой RGB;4 is a diagram of a device according to the invention, equipped with only one RGB camera;

- фиг.5 - принципиальная схема блока обработки устройства согласно фиг.4;- figure 5 is a schematic diagram of a processing unit of the device according to figure 4;

- фиг.6 - первая форма исполнения предлагаемого, согласно изобретению, устройства с двумя цветными камерами RGB;- Fig.6 is a first embodiment of the proposed, according to the invention, a device with two color cameras RGB;

- фиг.7 - принципиальная схема блока управления устройства согласно фиг.6;- Fig.7 is a schematic diagram of a control unit of the device according to Fig.6;

- фиг.8 - вторая форма исполнения предлагаемого, согласно изобретению, устройства с источником света.- Fig. 8 is a second embodiment of a device according to the invention with a light source.

На фиг.1 представлено известное устройство для контроля избытка воздуха на процесс сжигания топлива. В случае данного устройства производится отображение одной и той же точки наблюдения или фрагмента пламени 2 в топочном пространстве 1 посредством четырех фотокамер ПЗС 31-34. Перед камерами 31-34 установлены узкополосные фильтры 41-44 для определения различных значений интенсивности излучения. Из двух контролируемых значений интенсивности излучения, которые преимущественно расположены в бесполосных диапазонах значений длины волны, в установленном после фильтров блоке обработки 6, 6а методом сравнительной пирометрии определяется значение теплового излучения (излучение Планка). Оба других значения интенсивности излучения используются для определения испускаемого при образовании CN и СО полосного излучения (хемилюминесценция) в диапазонах значений длины волны около 420 или 450 нм. Затем, исходя из двух других значений интенсивности излучения выделяется определенное полосное излучение, по которому определяется интенсивность образования CN и СО - К (CN) и К (СО). В размещенном в блоке обработки 6 делительном устройстве 6b, исходя из соотношения К (CN) / К (СО) формируется параметр, который определяет избыток воздуха на горение.Figure 1 presents a known device for controlling excess air in the process of burning fuel. In the case of this device, the same observation point or a fragment of flame 2 is displayed in the furnace space 1 by means of four CCD 31-34 cameras. In front of the cameras 31-34, narrow-band filters 41-44 are installed to determine different values of the radiation intensity. From two controlled values of the radiation intensity, which are mainly located in the non-band ranges of wavelengths, the value of thermal radiation (Planck radiation) is determined in the processing unit 6, 6a installed after the filters by comparative pyrometry. Both other values of the radiation intensity are used to determine the band radiation emitted during the formation of CN and CO (chemiluminescence) in the ranges of wavelengths of about 420 or 450 nm. Then, on the basis of two other values of the radiation intensity, a certain band radiation is selected, which determines the formation rate of CN and CO - K (CN) and K (CO). In the dividing device 6b located in the processing unit 6, based on the K (CN) / K (CO) ratio, a parameter is formed that determines the excess combustion air.

На фиг.2 в схематическом виде представлено известное устройство для контроля процесса горения в топочном пространстве 1. В левой части фиг.2 показано топочное пространство 1 не показанной на фигуре парогенераторной установки, например работающего на ископаемом топливе парогенератора энергетической установки или установки по сжиганию мусора с горелкой 16 и пламенем 2. Соответствующее известное устройство включает оптическую систему 10, которая через отверстие 14 в стенке 17 топочного пространства 1 контролирует в форме изображения характеризующие процесс горения параметры излучения D и направляет их на не показанный на фигуре блок обработки. Символом α обозначен угол направления контроля пламени 2. Он должен иметь такую величину, чтобы возникающее в процессе горения пламя 2 по возможности полностью передавалось через установленную линзу 15 и последующие делители излучения 11-14 на четыре ПЗС камеры 31-34 или на их светочувствительные поверхности датчиков. Позицией 20 обозначен образующийся световой пучок, а позициями 21-26 - разделенный лучевыми делителями 11-14 световой пучок. Для фильтрации четырех требуемых диапазонов значений длины волны предусмотрены четыре узкополосных фильтра 41-44. Вся оптическая система 10 размещается в охлаждаемом закрытом корпусе 18.Figure 2 shows in schematic form a known device for monitoring the combustion process in furnace space 1. The left side of figure 2 shows the furnace space 1 of a steam generator not shown in the figure, for example, a fossil fuel-powered steam generator of a power plant or a waste incinerator with burner 16 and flame 2. The corresponding known device includes an optical system 10, which through the hole 14 in the wall 17 of the furnace space 1 controls in the form of images The radiation parameters D that are involved in the combustion process and directs them to the processing unit not shown in the figure. The angle α indicates the angle of control of flame 2. It should be such that the flame 2 arising during combustion is completely transferred as far as possible through the installed lens 15 and subsequent radiation dividers 11-14 to four CCD cameras 31-34 or to their photosensitive sensor surfaces . Position 20 denotes the resulting light beam, and positions 21-26 - separated by beam dividers 11-14 light beam. To filter the four required ranges of wavelengths, four narrow-band filters 41-44 are provided. The entire optical system 10 is housed in a cooled enclosed housing 18.

На фиг.3 в качестве примера показаны полосы спектра излучения пламени, образующегося в процессе сжигания углеводородов. Представлены, в частности, соответствующие спектральные линии излучения с полосовым спектром радикалов СО-, С2-, СН-, СНОН-, СНО-, CN-, NH-, ОН- и O2-, которые являются продуктами реакции, с указанием длины волны λ. Как видно из фиг.3, спектральные линии образующихся в ходе этого высокотемпературного процесса полос спектра излучения находятся в сине-зеленом, синем, фиолетовом ультрафиолетовом диапазонах. В отличие от этого, в определяющем тепловое излучение диапазоне значений длины волны, то есть в зеленом, красном и инфракрасном диапазонах длины волны, практически нет спектральных линий.Figure 3 shows, by way of example, the bands of the emission spectrum of a flame generated during the combustion of hydrocarbons. In particular, the corresponding spectral lines of radiation with a band spectrum of the radicals СО-, С 2 -, СН-, СНОН-, СНО-, CN-, NH-, ОН-, and O 2 -, which are reaction products, are indicated, with the length indicated waves λ. As can be seen from FIG. 3, the spectral lines of the emission spectrum bands formed during this high-temperature process are in the blue-green, blue, and violet ultraviolet ranges. In contrast, there are practically no spectral lines in the range of wavelength values that determine heat radiation, that is, in the green, red, and infrared wavelength ranges.

На фиг.4 в схематическом виде представлено предлагаемое, согласно изобретению, устройство с одной цветной RGB-камерой 8. Она предназначена для определения одного единственного продукта реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны. Символами IR, IG, IB обозначены соответствующие цветовые сигналы цветной RGB-камеры 8, которая настроена на цветовые значения интенсивности излучения или значения интенсивности излучения в предварительно заданном диапазоне значений длины волны. Благодаря использованию цветной RGB-камеры 8 в этом случае не требуется использование лучевого делителя.In Fig. 4, a device with a single RGB color camera 8 is proposed, according to the invention. It is intended for determining one single reaction product in the red, green and blue ranges of wavelengths. Symbols IR, IG, IB denote the corresponding color signals of the color RGB camera 8, which is configured for color values of the radiation intensity or radiation intensity values in a predefined range of wavelength values. Due to the use of an RGB color camera 8, the use of a beam splitter is not required in this case.

На фиг.5 представлена принципиальная схема блока обработки 6 устройства согласно фиг.4. Символами R, G, В обозначены красный, зеленый и синий цветовые датчики цветной камеры 8. Они вырабатывают соответствующие изображению пламени 2 цветовые сигналы IR, IG, IB. Перед цветной RGB-камерой 8 установлен оптический заграждающий фильтр 9, который имеет диапазон пропускания значений длины волны для характерной спектральной линии выбранного для контроля продукта реакции. Позицией 19 обозначен используемый в качестве опции инфракрасный фильтр, который отфильтровывает не требуемый для процесса измерения инфракрасный диапазон и, таким образом, предотвращает нежелательный нагрев цветной RGB-камеры 8.Figure 5 presents a schematic diagram of a processing unit 6 of the device according to figure 4. The symbols R, G, B denote the red, green and blue color sensors of the color camera 8. They generate 2 color signals IR, IG, IB corresponding to the flame image. An optical blocking filter 9 is installed in front of the RGB color camera 8, which has a transmission range of wavelengths for the characteristic spectral line of the reaction product selected for monitoring. 19 denotes an optional infrared filter that filters out the infrared range not required for the measurement process and thus prevents unwanted heating of the RGB color camera 8.

Согласно предлагаемому изобретению блок обработки 6 включает первое делительное устройство 61 в качестве технического средства, которое из красного и зеленого сигналов IR, IG цветной RGB-камеры 8 методом сравнительной пирометрии формирует значение теплового излучения TS. Кроме того, блок обработки 6 включает не показанные на фигуре элементы, которые из синего сигнала IB цветной RGB-камеры 8 формирует соответствующее продукту реакции значение полосового излучения BS. В случае представленного на фиг.5 примера синий сигнал IB непосредственно соответствует значению спектра полосового излучения. Кроме того, блок обработки 6 включает второе делительное устройство 62 в качестве технического средства, которое исходя из разности между значением излучения с полосовым спектром BS и соответствующим значением теплового излучения TS формирует значение интенсивности образования К определенного продукта реакции.According to the invention, the processing unit 6 includes a first dividing device 61 as a technical means, which from the red and green signals IR, IG of the color RGB camera 8 by the method of comparative pyrometry generates the value of thermal radiation TS. In addition, the processing unit 6 includes elements not shown in the figure, which from the blue signal IB of the color RGB camera 8 forms a value of the band radiation BS corresponding to the reaction product. In the case of the example shown in FIG. 5, the blue signal IB directly corresponds to the spectrum value of the strip radiation. In addition, the processing unit 6 includes a second dividing device 62 as a technical means, which, based on the difference between the radiation value with the band spectrum BS and the corresponding value of the thermal radiation TS, generates a value of the intensity of formation K of a certain reaction product.

В качестве альтернативного решения (на фиг.5 не показано) измерение значения теплового излучения TS может производиться только за счет измерения методом пирометрии красного сигнала IR или зеленого сигнала IG.As an alternative solution (not shown in FIG. 5), the measurement of the thermal radiation TS can be carried out only by pyrometry measurement of the red signal IR or the green signal IG.

Представленное на фиг.5 устройство предназначено для контроля при помощи цветной камеры интенсивности излучения одного газообразного продукта реакции. Этот продукт, как правило, образуется в ходе высокотемпературного процесса или уже присутствует в камере сгорания. В представленном примере высокотемпературным процессом является процесс горения, при котором продукт реакции излучает преимущественно в диапазонах значений длины волны от синего до фиолетового спектра излучения.Presented in figure 5, the device is intended to control using a color camera the radiation intensity of one gaseous reaction product. This product, as a rule, is formed during the high-temperature process or is already present in the combustion chamber. In the presented example, a high-temperature process is a combustion process in which the reaction product emits mainly in the range of wavelengths from blue to violet radiation spectrum.

На фиг.6 представлена первая форма исполнения предлагаемого, согласно изобретению, устройства с двумя цветными RGB-камерами 8. Они предназначены, в частности, для определения интенсивности излучения образующихся в процессе горения химических продуктов реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны. При этом устройство включает лучевой делитель 11, который разделяет попадающий на него световой пучок 3 на первый и второй световые пучки 4, 5. Обе цветные RGB-камеры 8 настроены таким образом, что изображение пламени 2 попадает на одно и то же место цветового датчика R, G, В обеих цветных камер RGB 8. В отличие от известных устройств, в данном случае не требуется точная юстировка, так как высокоточная настройка цветной RGB-камеры 8 предусмотрена ее конструкцией. Позициями 9, 9' обозначены заграждающие фильтры, которые настроены на оба продукта реакции CN и СО и имеют диапазон пропускания длины волны около 420 или 450 нм.Figure 6 shows the first embodiment of the device according to the invention with two color RGB cameras 8. They are intended, in particular, to determine the radiation intensity of the chemical reaction products CN and CO generated during combustion in the red, green and blue ranges of values wavelengths. In this case, the device includes a beam splitter 11, which divides the incident light beam 3 into the first and second light beams 4, 5. Both color RGB cameras 8 are configured so that the image of the flame 2 falls on the same spot of the color sensor R , G, In both color cameras RGB 8. In contrast to the known devices, precise adjustment is not required in this case, since the high-precision adjustment of the color RGB camera 8 is provided for by its design. Positions 9, 9 'denote barriers that are tuned to both CN and CO reaction products and have a wavelength transmission range of about 420 or 450 nm.

На фиг.7 представлена принципиальная схема блока обработки 6 устройства согласно фиг.6. При этом блок обработки 6 включает технические средства для определения значения излучения с полосовым спектром BS, BS' продуктов реакции CN и СО исходя из соответствующих синих сигналов IB, IB' обеих цветных RGB-камер 8. Кроме того, он включает элемент 61 для формирования соответствующего значения теплового излучения TS, TS' из соответствующих красного и зеленого сигналов IR, IG, IR', IG' обеих цветных RGB-фотокамер 8 методом сравнительной пирометрии. Кроме того, представленный на фигуре блок обработки 6 включает элемент 62 для формирования значения интенсивности образования CN - К (CN), а также значения интенсивности образования СО - К (СО) исходя из разности между значениями излучения с полосовым спектром BS, BS' и соответствующими значениями теплового излучения TS, TS'. И, наконец, блок обработки включает элемент 6' для формирования определяющего величину избытка воздуха регулируемого параметра исходя из соотношения К (CN) / К (СО) определенных значений интенсивности образования К (CN) и К (СО). Этот регулируемый параметр может передаваться в систему управления процессом сжигания топлива.In Fig.7 presents a schematic diagram of a processing unit 6 of the device according to Fig.6. In this case, the processing unit 6 includes technical means for determining the radiation value with the band spectrum BS, BS 'of the reaction products CN and CO based on the corresponding blue signals IB, IB' of both color RGB cameras 8. In addition, it includes an element 61 for generating the corresponding values of thermal radiation TS, TS 'from the corresponding red and green signals IR, IG, IR', IG 'of both color RGB cameras 8 by comparative pyrometry. In addition, the processing unit 6 shown in the figure includes an element 62 for generating a CN - K (CN) formation intensity value, as well as CO - K (CO) formation intensity values based on the difference between the radiation values with the BS, BS 'band spectrum and the corresponding values of thermal radiation TS, TS '. And finally, the processing unit includes an element 6 'for the formation of a parameter determining the excess of air of an adjustable parameter based on the ratio K (CN) / K (CO) of certain values of the intensity of formation of K (CN) and K (CO). This adjustable parameter can be transmitted to the fuel combustion process control system.

На фиг.8 представлена вторая форма исполнения предлагаемого, согласно изобретению, устройства с источником света 50. Он настроен на интенсивность излучения подлежащего контролю продукта реакции и предназначен для оптического инициирования характерного спектра излучения этого продукта реакции. На представленном на фиг.8 примере источником света 50 служит лазер. Для пропускания лазерного луча в стенке топочной камеры 1 предусмотрено небольшое окно 17, выполненное, например, из кварцевого стекла. Пропускание светового пучка и оптический контроль соответствующих продуктов реакции могут производиться через одно и то же окно.On Fig presents a second embodiment of the proposed, according to the invention, a device with a light source 50. It is tuned to the radiation intensity of the reaction product to be controlled and is intended to optically initiate a characteristic radiation spectrum of this reaction product. In the example shown in FIG. 8, the laser source 50 is a light source. To transmit a laser beam, a small window 17 is provided in the wall of the combustion chamber 1, for example, made of quartz glass. The transmission of the light beam and the optical control of the corresponding reaction products can be carried out through the same window.

На фиг.8 показано также пламя 2, образующееся в процессе горения топлива. Оно не обязательно должно использоваться для оптического инициирования подлежащих контролю продуктов реакции. Другими словами, в случае топочной камеры 1, речь идет о «темной» для человеческого глаза или светящейся красным цветом камере сгорания, в которой продукты реакции подвергаются оптическому инициированию посредством источника света 50, при этом продукты реакции излучают, обычно, в диапазонах значений длины волны от синего до фиолетового.On Fig also shows the flame 2 generated during the combustion of fuel. It does not have to be used to optically initiate controlled reaction products. In other words, in the case of combustion chamber 1, we are talking about a “dark” for the human eye or a red-glowing combustion chamber in which the reaction products are optically initiated by a light source 50, while the reaction products emit, usually in the range of wavelengths from blue to purple.

Блок обработки 6 устройства согласно фиг.8 формирует также первую и вторую величины интенсивности образования продуктов реакции К, К' для возможности последующей их обработки в системе регулирования процесса сжигания топлива. В случае соответствующих величин интенсивности образования продуктов реакции К, К' речь может идти о величине объема образования активно излучающих продуктов реакции в процессе горения или о количестве соответствующих продуктов сгорания, излучение которых было вызвано оптическим инициированием.The processing unit 6 of the device according to Fig. 8 also generates the first and second intensity values of the formation of reaction products K, K 'for the possibility of their subsequent processing in the control system of the fuel combustion process. In the case of corresponding values of the intensity of the formation of reaction products K, K 'we can talk about the value of the volume of formation of actively emitting reaction products during combustion or about the number of corresponding combustion products, the radiation of which was caused by optical initiation.

СпецификацияSpecification

1 - топочное пространство, топочная камера, камера сгорания1 - combustion chamber, combustion chamber, combustion chamber

2 - пламя горения2 - burning flame

3-5, 20-26 - лучевой пучок, световой пучок3-5, 20-26 - beam of light, light beam

6, 6а, 6b - блок обработки, делительные устройства6, 6a, 6b - processing unit, dividing devices

8 - цветная RGB-камера8 - RGB color camera

9, 9' - фильтры, заграждающие фильтры9, 9 '- filters, blocking filters

10 - оптическая система10 - optical system

11-13 - лучевой делитель11-13 - beam splitter

14 - отверстие14 - hole

15 - линза15 - lens

16 - горелка16 - burner

17 - стенка17 - wall

18 - корпус18 - case

19 - фильтр IR, инфракрасный фильтр 19 - IR filter, infrared filter

27 - окно27 - window

31-34 - камера, ПЗС камера31-34 - camera, CCD camera

41-44 - фильтры41-44 - filters

50 - источник света, лазер50 - light source, laser

61, 62 - делительные устройства, технические средства61, 62 - dividing devices, technical means

α - угол оптического контроляα is the angle of optical control

λ - длина волныλ is the wavelength

D - параметры излученияD - radiation parameters

IR, IG, IB - цветовые сигналы, значения интенсивности IR', IG', IB' цветового излученияIR, IG, IB - color signals, intensity values IR ', IG', IB 'color radiation

TS, TS' - значения теплового излученияTS, TS '- values of thermal radiation

К (СО) - степень образования СОK (WITH) - the degree of formation of CO

К (CN) - степень образования CNK (CN) - degree of education CN

К, К' - интенсивность излученияK, K '- radiation intensity

R, G, В - цветовые датчикиR, G, B - color sensors

Claims (10)

1. Способ определения интенсивности излучения продукта химической реакции, в частности газообразного продукта реакции, при помощи камеры, при этом, исходя из разности между значением хемилюминесценции и соответствующим значением излучения Планка, формируется значение интенсивности излучения методом сравнительной пирометрии, отличающийся тем, что
- предусматривается цветная RGB-камера для регистрации интенсивности излучения продукта реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,
- из соответствующего синего сигнала цветной RGB-камеры формируется значение хемилюминесценции,
- из соответствующих красного и/или зеленого сигналов цветной RGB-камеры методом сравнительной пирометрии формируется значение излучения Планка.1. A method for determining the radiation intensity of a chemical reaction product, in particular a gaseous reaction product, using a camera, while based on the difference between the chemiluminescence value and the corresponding Planck radiation value, the radiation intensity value is formed by comparative pyrometry, characterized in that
- provides a color RGB camera for recording the intensity of the radiation of the reaction product in the red, green and blue ranges of wavelengths,
- from the corresponding blue signal of the color RGB camera, the chemiluminescence value is formed,
- the Planck radiation value is formed from the corresponding red and / or green signals of the color RGB camera by comparative pyrometry. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед соответствующей цветной RGB-камерой установлен оптический заграждающий фильтр с задаваемым диапазоном пропускания значений длины волны для характерной спектральной линии соответствующего продукта реакции.2. The method according to claim 1, characterized in that in front of the corresponding RGB color camera there is an optical blocking filter with a specified transmission range of the wavelength values for the characteristic spectral line of the corresponding reaction product. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что источник света направлен на продукт реакции, подлежащий определению относительно его интенсивности излучения для того, чтобы оптически инициировать испускание характерного спектра излучения.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the light source is directed to the reaction product to be determined relative to its radiation intensity in order to optically initiate the emission of a characteristic radiation spectrum. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подлежащий определению относительно его интенсивности излучения продукт реакции образуется в ходе высокотемпературного процесса и/или уже имеется и что данный продукт реакции излучает преимущественно в диапазонах значений длины волны от синего до фиолетового характерного для него спектра излучения.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction product to be determined with respect to its radiation intensity is formed during the high-temperature process and / or already exists and that the reaction product emits mainly in the range of wavelengths from blue to violet characteristic for radiation spectrum. 5. Способ по п.4, отличающийся тем,
- что дополнительно предусмотрены две цветные RGB-камеры для регистрации интенсивности излучения образующихся в процессе горения химических продуктов реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,
- что из соответствующего синего сигнала обеих цветных RGB-камер формируется значение хемилюминесценции продукта реакции CN и значение хемилюминесценции продукта реакции СО,
- что из соответствующих красного и зеленого сигналов обеих цветных RGB-камер методом сравнительной пирометрии формируется значение излучения Планка,
- что исходя из разности между значениями хемилюминесценции и соответствующими значениями излучения Планка формируется значение интенсивности образования CN - К (CN) и значение интенсивности образования СО - К (СО),
- что исходя из соотношения К (CN) / К (СО) определенных значений интенсивности образования К (CN) и К (СО) формируется значение регулируемого параметра, характеризующего избыток воздуха в процессе горения топлива.5. The method according to claim 4, characterized in that
- that two additional RGB color cameras are additionally provided for recording the radiation intensity of the chemical products of the CN and CO reaction formed during combustion in the red, green and blue ranges of wavelengths,
- that from the corresponding blue signal of both color RGB cameras, the chemiluminescence value of the reaction product CN and the chemiluminescence value of the reaction product CO are formed,
- that from the corresponding red and green signals of both color RGB cameras, the Planck radiation value is formed by comparative pyrometry,
- that based on the difference between the values of chemiluminescence and the corresponding values of Planck radiation, the formation intensity value CN - K (CN) and the formation intensity value CO - K (СО) are formed,
- that based on the ratio K (CN) / K (CO) of certain values of the intensity of formation of K (CN) and K (CO), a value of an adjustable parameter is formed that characterizes the excess of air during the combustion of the fuel. 6. Применение способа по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что он применяется для определения, по меньшей мере, интенсивности образования (К) соответствующего продукта химической реакции в процессе сжигания на одной или более из: электростанций, установках по сжиганию мусора, промышленных печах, бытовых топочных агрегатах или силовых установках транспортных средств, таких как автомобили, рельсовые транспортные средства, корабли или самолеты.6. The application of the method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that it is used to determine at least the intensity of formation (K) of the corresponding chemical reaction product during combustion at one or more of: power plants, waste incineration plants, industrial furnaces , household furnaces or power plants of vehicles, such as cars, rail vehicles, ships or aircraft. 7. Применение способа по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что он применяется для определения, по меньшей мере, количества соответствующего продукта реакции в процессе сжигания в одной или более из: домнах металлургической промышленности, диффузионных печах для промышленности производства полупроводников, в печах для закалки и спекания металлов.7. The application of the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is used to determine at least the amount of the corresponding reaction product during the combustion in one or more of: blast furnaces of the metallurgical industry, diffusion furnaces for the semiconductor industry, in furnaces for hardening and sintering of metals. 8. Устройство определения интенсивности излучения продукта химической реакции, в частности газообразного продукта реакции, при помощи камеры, содержащее блок обработки, имеющий средства для формирования интенсивности излучения, исходя из разности между значением хемилюминесценции и соответствующим значением излучения Планка методом сравнительной пирометрии, отличающееся тем,
- что устройство оснащено цветной RGB-камерой для регистрации интенсивности излучения продукта реакции в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,
- что блок обработки сигнальной линией и/или линией данных соединен с соответствующей цветной RGB-камерой и дополнительно включает средства для формирования значения хемилюминесценции соответствующего продукта реакции, исходя из соответствующего синего сигнала цветной RGB-камеры, средства для формирования значения излучения Планка из соответствующих красного и/или зеленого сигналов цветной RGB-камеры методом сравнительной пирометрии.8. A device for determining the radiation intensity of a chemical reaction product, in particular a gaseous reaction product, using a camera containing a processing unit having means for generating radiation intensity based on the difference between the chemiluminescence value and the corresponding Planck radiation value by comparative pyrometry method, characterized in
- that the device is equipped with a color RGB camera for recording the intensity of the radiation of the reaction product in the red, green and blue ranges of wavelengths,
- that the processing unit of the signal line and / or data line is connected to the corresponding RGB color camera and further includes means for generating a chemiluminescence value of the corresponding reaction product based on the corresponding blue signal of the RGB color camera, means for generating the Planck radiation value from the corresponding red and / or green signals of a color RGB camera using comparative pyrometry. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем,
- что оно дополнительно включает две цветных RGB-камеры для регистрации интенсивности излучения образующихся в процессе сжигания химических продуктов реакции CN и СО в красном, зеленом и синем диапазонах значений длины волны,
- что блок обработки включает средства для определения значения хемилюминесценции продуктов реакции CN и СО, исходя из соответствующих синих сигналов обеих цветных RGB-камер, средства для формирования значения излучения Планка из соответствующих красного и/или зеленого сигналов обеих цветных RGB-камер методом сравнительной пирометрии, средства для формирования величины интенсивности образования CN - К (CN) и величины интенсивности образования СО - К (СО), исходя из разности между значениями хемилюминесценции и соответствующими значениями излучения Планка, и средства для формирования регулируемого параметра, который определяет избыток воздуха в процессе сжигания, исходя из соотношения К (CN) / К (СО) определенных значений интенсивности образования К (CN) и К (СО).9. The device according to claim 8, characterized in
- that it additionally includes two color RGB cameras for recording the intensity of radiation generated during the combustion of chemical reaction products CN and CO in the red, green and blue ranges of wavelengths,
- that the processing unit includes means for determining the chemiluminescence value of the reaction products CN and CO, based on the respective blue signals of both color RGB cameras, means for generating the Planck radiation value from the corresponding red and / or green signals of both color RGB cameras by comparative pyrometry, means for forming the magnitude of the intensity of formation of CN - K (CN) and the magnitude of the intensity of formation of CO - K (CO), based on the difference between the values of chemiluminescence and the corresponding values of rad Planck’s teachings, and means for forming an adjustable parameter that determines the excess air during combustion, based on the ratio K (CN) / K (CO) of certain values of the intensity of formation of K (CN) and K (CO). 10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит определенное число лучевых делителей, перед которыми установлены, по меньшей мере, две цветные RGB-камеры, при этом число лучевых делителей на 1 меньше числа цветных RGB-камер. 10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that it further comprises a certain number of beam dividers in front of which at least two color RGB cameras are mounted, while the number of beam dividers is 1 less than the number of color RGB cameras.
RU2009137786/28A 2007-03-13 2008-03-11 Method of detecting radiation intensity of gaseous mixture of reaction products using photographic camera, use of said method and apparatus for realising said method RU2466364C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007012553 2007-03-13
DE102007012553.6 2007-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009137786A RU2009137786A (en) 2011-04-20
RU2466364C2 true RU2466364C2 (en) 2012-11-10

Family

ID=39595718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137786/28A RU2466364C2 (en) 2007-03-13 2008-03-11 Method of detecting radiation intensity of gaseous mixture of reaction products using photographic camera, use of said method and apparatus for realising said method

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8203714B2 (en)
EP (1) EP2132543B1 (en)
CN (1) CN101641581B (en)
AU (1) AU2008226060B2 (en)
RU (1) RU2466364C2 (en)
WO (1) WO2008110341A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530440C1 (en) * 2013-04-15 2014-10-10 Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" Estimation method of associated gas enrichment, and device for its implementation

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018590B2 (en) * 2008-10-23 2011-09-13 General Electric Company Three-dimensional optical sensor and system for combustion sensing and control
DE102009020366A1 (en) * 2009-04-27 2010-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Intelligent flame guard
EP2495682B1 (en) * 2009-10-30 2018-07-25 Fujitsu Frontech Limited Illumination optical system of image capturing device
EP2530442A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-05 Axis AB Methods and apparatus for thermographic measurements.
DE102011077437A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Webasto Ag A vehicle heater and method of operating a vehicle heater
US9255526B2 (en) * 2012-08-23 2016-02-09 Siemens Energy, Inc. System and method for on line monitoring within a gas turbine combustor section
DE102012022220B4 (en) * 2012-11-14 2014-07-03 Michael Haug Apparatus and method for measuring a degree of burnout of particles in a furnace
US20140157785A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 General Electric Company Fuel supply system for gas turbine
BR112016002720B1 (en) 2013-08-09 2021-11-23 Thermal Imaging Radar, LLC LOCAL SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING AND CLASSIFYING INDIVIDUAL IMAGE FRAMES OF PANORAMIC IMAGE DATA
US10088426B2 (en) 2014-05-06 2018-10-02 United Technologies Corporation Chemiluminescence imaging system and method of monitoring a combustor flame of a turbine engine
US10366509B2 (en) 2015-03-31 2019-07-30 Thermal Imaging Radar, LLC Setting different background model sensitivities by user defined regions and background filters
DE102017104769B4 (en) * 2017-03-07 2019-12-05 Webasto SE Burner with improved aperture
JP6989291B2 (en) * 2017-05-29 2022-01-05 ホーチキ株式会社 Flame detector
DE102017211311A1 (en) * 2017-07-04 2019-01-10 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Process control with color sensor
US10574886B2 (en) 2017-11-02 2020-02-25 Thermal Imaging Radar, LLC Generating panoramic video for video management systems
US11601605B2 (en) 2019-11-22 2023-03-07 Thermal Imaging Radar, LLC Thermal imaging camera device
CN112082659A (en) * 2020-09-23 2020-12-15 菲兹克光电(长春)有限公司 High-temperature field distribution testing device and method based on color camera
CN116543845A (en) * 2023-04-10 2023-08-04 中国科学院力学研究所 Visual analysis method and system for chemical reaction flow field

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0469258A1 (en) * 1990-06-01 1992-02-05 ANSALDO S.p.A. A device for three-dimensionally mapping the temperature of a flame
EP0616200A1 (en) * 1993-03-17 1994-09-21 Hitachi, Ltd. Camera, spectrum analysis system, and combustion evaluation apparatus employing them
DE19710206A1 (en) * 1997-03-12 1998-09-17 Siemens Ag Method and device for combustion analysis and flame monitoring in a combustion chamber
EP1091175A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining and for controlling of the excess of air in a combustion process
RU2238529C1 (en) * 2003-04-24 2004-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) Method of contactless measuring of surface temperature

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004065000A1 (en) * 2003-01-21 2004-08-05 Illumina Inc. Chemical reaction monitor
US20070177650A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Diamond Power International, Inc. Two-color flame imaging pyrometer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0469258A1 (en) * 1990-06-01 1992-02-05 ANSALDO S.p.A. A device for three-dimensionally mapping the temperature of a flame
EP0616200A1 (en) * 1993-03-17 1994-09-21 Hitachi, Ltd. Camera, spectrum analysis system, and combustion evaluation apparatus employing them
DE19710206A1 (en) * 1997-03-12 1998-09-17 Siemens Ag Method and device for combustion analysis and flame monitoring in a combustion chamber
EP1091175A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining and for controlling of the excess of air in a combustion process
RU2238529C1 (en) * 2003-04-24 2004-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) Method of contactless measuring of surface temperature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530440C1 (en) * 2013-04-15 2014-10-10 Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" Estimation method of associated gas enrichment, and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008110341A1 (en) 2008-09-18
EP2132543B1 (en) 2018-12-26
US8203714B2 (en) 2012-06-19
CN101641581B (en) 2012-11-07
AU2008226060A1 (en) 2008-09-18
EP2132543A1 (en) 2009-12-16
CN101641581A (en) 2010-02-03
RU2009137786A (en) 2011-04-20
US20100020310A1 (en) 2010-01-28
AU2008226060B2 (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2466364C2 (en) Method of detecting radiation intensity of gaseous mixture of reaction products using photographic camera, use of said method and apparatus for realising said method
US6317205B1 (en) Method for monitoring an optical system having a front lens disposed immediately at a combustion chamber, and a device for carrying out the method
Röder et al. Simultaneous measurement of localized heat-release with OH/CH2O–LIF imaging and spatially integrated OH∗ chemiluminescence in turbulent swirl flames
CN102706459B (en) Three-dimensional temperature field pick-up unit and method in a kind of burner hearth of single CCD imaging system
Keck et al. Establishment of a confined swirling natural gas/air flame as a standard flame: Temperature and species distributions from laser Raman measurements
KR20080112212A (en) Two-color flame imaging pyrometer
Röder et al. Simultaneous measurement of localized heat release with OH/CH 2 O-LIF imaging and spatially integrated OH∗ chemiluminescence in turbulent swirl flames
Beyrau et al. Dual–pump CARS for the simultaneous detection of N2, O2 and CO in CH4 flames
Yang et al. Improved colour-modelled CH* and C2* measurement using a digital colour camera
Hildenbrand et al. Measurements and simulation of in-cylinder UV-absorption in spark ignition and Diesel engines
Krämer et al. Optimization of the mixing quality of a real size gas turbine burner with instantaneous planar laser-induced fluorescence imaging
JPH07133927A (en) Combustion unit controller
KR100240228B1 (en) A burner`s flame monitor and diagnosis apparatus for a thermal power plant using a h.s.i color model
Ipp et al. 2D mapping and quantification of the in-cylinder air/fuel-ratio in a GDI engine by means of LIF and comparison to simultaneous results from 1D Raman measurements
Sick et al. Single-shot imaging of OH radicals and simultaneous OH radical/acetone imaging with a tunable Nd: YAG laser
Arnold et al. 2D‐Diagnostics in Industrial Devices
Attar et al. Turbulent flame boundary and structure detection in an optical DISI engine using tracer-based two-line PLIF technique
Shahbaz et al. Endoscopic anisole-LIF imaging of flame propagation and temperature fluctuations in a production SI engine
KR101762202B1 (en) Method for measuring temperature on the boiler
JP2005164128A (en) Combustion control method and its system
Hasegawa et al. Quantitative analysis of the relation between flame structure and turbulence in HCCI combustion by two-dimensional temperature measurement
JP2006161612A (en) Laser ignition type engine with laser beam dividing device
Khosravi Developing pyrometric and chemiluminescence optical diagnostics for investigation of modern alternative CI engine combustion strategies
Meier et al. LIF imaging of species and temperature in technical combustion at elevated pressures
Khodsiani et al. Phosphor thermometry to measure the surface temperature of cooled particles inside a packed bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190312